باهتزاز الجزيئات.. لماذا يبقى لون الجليد أبيض؟
باهتزاز الجزيئات.. لماذا يبقى لون الجليد أبيض؟
هل فكرت يومًا ما السبب وراء كون لون الجليد أبيض، على الرغم من أن الجليد عبارة عن مجموعة من البلورات الثلجية الشفافة العالقة معًا، إلا أن الجواب المختصر هو أن العلماء يربطون البياض الناصع للجليد بالضوء المرئي وتردداته المختلفة التي تراها عيون البشر.
ولكن لنفهم من أين يأتي البياض بشكل واضح، نحن بحاجة إلى تفسير سبب رؤيتنا للأشياء بألوان مختلفة.
تكتشف عيوننا ألوان مختلفة للأجسام، تتكون بفعل الاهتزازات المختلفة للذرات والجزيئات التي تشكل الجسم، والتي تعتمد على وتيرة الطاقة الممتصة، في حالة الطاقة الخفيفة، الجزيئات والذرات تمتص كمية معينة من الطاقة، ثم تنبعث هذه الطاقة الممتصة وحرارة، وهناك أشياء تمتص ترددات معينة من الضوء أكثر من غيرها، وفقا لموقع "howstaffworks".
ويمكن أن يحدث بضعة أشياء مختلفة للترددات الخفيفة التي لا تُمتص، منها أنه في معظم المواد الصلبة، الجسيمات تنبعث منها فوتونات (الذرات المسؤولة عن نقل الضوء) معظمها لا يمتص الضوء، لذلك لا نرى ضوء خلالها، أو نرى القليل جدا من الضوء، فلون الجسيمات الغامض مجرد مزيج من الطاقة الخفيفة التي لم تمتصها الجسيمات.
الثلج هو ماء مجمد، والمياه شفافة، ولكن الجليد ليس شفاف، فما السبب، في الواقع الجليد ليس شفاف، بل نصف شفاف، وهذا يعني أن الفوتونات الخفيفة لا تمر مباشرة من خلال المواد في مسار مباشر، وأن جزيئات المادة تغير اتجاه الضوء، ويحدث هذا لأن المسافات بين بعض الذرات في التركيب الجزيئي للثلج قريبة من ارتفاع أطوال الموجة الخفيفة للضوء، ما يعني أن الفوتونات الخفيفة ستتفاعل مع الجسيمات، والنتيجة هي أن مسار "الفوتون" الخفيف يتغير في الجليد عن اتجاه دخوله الثلج.
الثلج هو مجموعة كاملة من بلورات الجليد الفردية رتبت معا، وعندما يدخل الفوتون الخفيف طبقة من الثلج، فإنه يمر ببلورات الجليد على القمة، فيتغير اتجاهها قليلا وترسل إلى بلورات جليد أخرى تفعل الشيء نفسه، وفي الأساس، كل البلورات ترد الضوء في جميع الأنحاء فترتد مرة أخرى في كومة الثلج، ويحدث الشيء نفسه لجميع ترددات الضوء المختلفة، لذلك كل ألوان الضوء ترتد إلى الوراء، ولون جميع الترددات في الطيف المرئي مجتمعة هو الأبيض، لذلك هذا هو اللون الذي نراه في الثلج، في حين أنه ليس اللون الذي نراه في بلورات الجليد الفردية التي تشكل الثلوج.
